KR20140108412A - 안테나 위상변환장치 및 이를 구비한 안테나 - Google Patents

안테나 위상변환장치 및 이를 구비한 안테나 Download PDF

Info

Publication number
KR20140108412A
KR20140108412A KR1020130020971A KR20130020971A KR20140108412A KR 20140108412 A KR20140108412 A KR 20140108412A KR 1020130020971 A KR1020130020971 A KR 1020130020971A KR 20130020971 A KR20130020971 A KR 20130020971A KR 20140108412 A KR20140108412 A KR 20140108412A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
output
antenna
phase
meander circuit
meander
Prior art date
Application number
KR1020130020971A
Other languages
English (en)
Inventor
육태경
박래혁
김중관
Original Assignee
엘에스전선 주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 엘에스전선 주식회사 filed Critical 엘에스전선 주식회사
Priority to KR1020130020971A priority Critical patent/KR20140108412A/ko
Publication of KR20140108412A publication Critical patent/KR20140108412A/ko

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q1/00—Details of, or arrangements associated with, antennas
    • H01Q1/12—Supports; Mounting means
    • H01Q1/22—Supports; Mounting means by structural association with other equipment or articles
    • H01Q1/24—Supports; Mounting means by structural association with other equipment or articles with receiving set
    • H01Q1/241—Supports; Mounting means by structural association with other equipment or articles with receiving set used in mobile communications, e.g. GSM
    • H01Q1/246—Supports; Mounting means by structural association with other equipment or articles with receiving set used in mobile communications, e.g. GSM specially adapted for base stations
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q3/00—Arrangements for changing or varying the orientation or the shape of the directional pattern of the waves radiated from an antenna or antenna system
    • H01Q3/26—Arrangements for changing or varying the orientation or the shape of the directional pattern of the waves radiated from an antenna or antenna system varying the relative phase or relative amplitude of energisation between two or more active radiating elements; varying the distribution of energy across a radiating aperture
    • H01Q3/30—Arrangements for changing or varying the orientation or the shape of the directional pattern of the waves radiated from an antenna or antenna system varying the relative phase or relative amplitude of energisation between two or more active radiating elements; varying the distribution of energy across a radiating aperture varying the relative phase between the radiating elements of an array
    • H01Q3/34—Arrangements for changing or varying the orientation or the shape of the directional pattern of the waves radiated from an antenna or antenna system varying the relative phase or relative amplitude of energisation between two or more active radiating elements; varying the distribution of energy across a radiating aperture varying the relative phase between the radiating elements of an array by electrical means
    • H01Q3/36—Arrangements for changing or varying the orientation or the shape of the directional pattern of the waves radiated from an antenna or antenna system varying the relative phase or relative amplitude of energisation between two or more active radiating elements; varying the distribution of energy across a radiating aperture varying the relative phase between the radiating elements of an array by electrical means with variable phase-shifters

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Variable-Direction Aerials And Aerial Arrays (AREA)

Abstract

본 발명은 안테나 위상변환장치 및 이를 구비한 안테나에 관한 것으로서, 본 발명에 따른 안테나 위상변환장치는 급전부와 복수개의 출력부가 구비된 기판, 상기 급전부와 상기 출력부를 서로 연결시키며, 상기 출력부 중에 적어도 하나로 출력되는 신호의 위상을 변화시키는 위상변환기 및 상기 급전부 또는 상기 출력부 중에 적어도 어느 하나에 구비되는 임피던스 매칭수단을 구비하는 것을 특징으로 한다.

Description

안테나 위상변환장치 및 이를 구비한 안테나 {ANTENNA PHASE SHIFTING DEVICE AND ANTENNA HAVING THE SAME}
본 발명은 안테나 위상변환장치 및 이를 구비한 안테나에 관한 것이다.
현재의 이동통신 환경은 2G, 3G의 상용화 전개뿐만 아니라 차세대 4G LTE 시스템의 상용화가 진행되는 가운데, 통신 시스템 또는 통신 사업자 그리고 여러 국가에 따라 다양한 이동통신 서비스 주파수 대역이 혼재되어 있고 기지국 환경도 그에 따라 다양화되고 있다. 이러한 이슈에 따라 기지국 운영자는 각종 비용 절감을 위해 여러 통신 시스템을 단일 기지국에서 운영할 수 있는 기지국 공유화 기술(Co-Site)에 주목하고 있다.
기지국 공유화 이슈 중, 다양한 서비스 주파수 대역을 커버할 수 있는 광대역 안테나가 최근 안테나 트랜드로 자리 잡고 있고, 이에 따라 다양한 광대역 화 기술들이 개발되고 있다. 또한 증가되는 기지국 및 다양한 환경에서 신호 간섭을 최소화하고 네트워크 용량을 최대화하기 위한 목적으로 현재 빔 틸트(beam tilt) 제어기술이 많이 상용화되고 있다.
빔 틸트 제어기술은 크게 작업자가 기계적으로 안테나 전체를 틸팅시키는 기계적 틸팅 방법과 안테나 내부에 위상변환장치를 삽입하여 전기적으로 안테나 빔을 가변시키는 전기적 틸팅 방법이 존재한다. 전술한 기계적 틸팅 방법은 안테나의 기울기를 직접 조절하여 안테나의 방사빔을 조절하게 되므로 그 작업이 번거롭고 작업의 난이도가 컸다. 따라서, 최근에는 안테나의 기울기 등을 직접 조절하지 않고, 안테나에 구비된 각각의 방사소자로 공급되는 신호의 위상을 조절하여 전체적인 방사빔의 각도를 조절하는 전기적 틸팅 방법이 각광받고 있다. 즉, 통신 신호를 분배하는 분배기 역할과 각각의 방사소자로 분배되는 신호의 위상을 조절하기 위한 위상변환장치를 채용하여 안테나를 기울이는 등의 작업 없이 방사빔의 방사각도를 조절할 수 있다.
그런데, 전술한 전기적 가변 틸팅 안테나는 빔을 방사하는 방사소자와 신호의 위상을 변화시켜 방사빔의 각도를 변화시키는 위상변환장치를 구비하게 되는데, 전술한 바와 같이 광대역 안테나의 광대역 서비스를 위해서는 상기 방사소자와 위상변환장치의 주파수 특성, 즉 임피던스를 적절하게 매칭시키는 것이 필요하다. 종래 임피던스 매칭 방식은 용이하게 임피던스를 매칭시킬 수 있으나, 매우 협소한 범위의 주파수에서만 적용이 가능하였으므로 보다 넓은 범위의 광대역 주파수에도 적용이 가능한 매칭방법이 필요하게 되었다.
본 발명은 광대역 주파수에서도 임피던스 매칭을 용이하게할 수 있는 안테나 위상변환장치 및 이를 구비한 안테나를 제공하는데 목적이 있다. 특히, 단순한 구조에 의해 광대역 주파수에서도 임피던스 매칭을 수행하여, 안테나의 크기 및 사이즈를 최소화할 수 있는 안테나를 제공하는데 목적이 있다.
상기와 같은 본 발명의 목적은 급전부와 복수개의 출력부가 구비된 기판, 상기 급전부와 상기 출력부를 서로 연결시키며, 상기 출력부 중에 적어도 하나로 출력되는 신호의 위상을 변화시키는 위상변환기 및 상기 급전부 또는 상기 출력부 중에 적어도 어느 하나에 구비되는 임피던스 매칭수단을 구비하는 것을 특징으로 하는 안테나 위상변환장치에 의해 달성된다.
여기서, 상기 임피던스 매칭수단은 미앤더 회로로 이루어질 수 있다. 상기 미앤더 회로는 상기 복수개의 출력부 중에 어느 하나에 구비될 수 있으며, 예를 들어, 상기 미앤더 회로는 상기 복수개의 출력부 중에 가장 큰 급전파워를 가지는 출력부에 구비되거나, 또는 상기 급전부와 가장 짧은 급전경로를 가지는 출력부에 구비될 수 있다.
한편, 상기 복수개의 출력부가 적어도 하나의 고정출력부와, 적어도 한 쌍의 가변출력부를 구비하는 경우에 상기 미앤더 회로는 상기 고정출력부에 구비될 수 있다.
한편, 상기와 같은 본 발명의 목적은 복수개의 방사소자, 상기 방사소자로 출력신호를 분배하며 상기 방사소자 중에 적어도 하나로 전달되는 출력신호의 위상을 변화시키는 안테나 위상변환장치를 구비하고, 상기 위상변환장치는 급전부와 복수개의 출력부가 구비된 기판, 상기 급전부와 상기 출력부를 서로 연결시키며, 상기 출력부 중에 적어도 하나로 출력되는 신호의 위상을 변화시키는 위상변환기 및 상기 급전부 또는 상기 출력부 중에 적어도 어느 하나에 구비되는 임피던스 매칭수단을 구비하는 것을 특징으로 하는 안테나에 의해 달성된다.
여기서, 상기 임피던스 매칭수단은 미앤더 회로로 이루어질 수 있다. 상기 미앤더 회로는 상기 복수개의 출력부 중에 어느 하나에 구비될 수 있으며, 예를 들어, 상기 미앤더 회로는 상기 복수개의 출력부 중에 가장 큰 급전파워를 가지는 출력부에 구비되거나, 상기 급전부와 가장 짧은 급전경로를 가지는 출력부에 구비되거나, 또는 상기 복수개의 방사소자 중에 중앙부에 위치한 방사소자와 연결되는 출력부에 구비될 수 있다.
한편, 상기 복수개의 출력부가 적어도 하나의 고정출력부와, 적어도 한 쌍의 가변출력부를 구비하는 경우에 상기 미앤더 회로는 상기 고정출력부에 구비될 수 있다.
상기와 같은 구성을 가지는 본 발명에 따르면 미앤더 회로를 구비하여 광대역 주파수에서도 임피던스 매칭을 용이하게 할 수 있다. 특히, 미앤더 회로는 단순한 구조에 의해 구현이 가능하므로 안테나의 크기 및 사이즈를 최소화하여 안테나 설치에 있어 설치면적을 최소화하고 활용도를 높일 수 있다.
나아가, 본 발명에 따르면 전기적 가변 틸팅 안테나의 핵심부품인 위상변환장치의 주파수 특성을 확보하기 위하여 미앤더 회로를 상기 위상변환장치의 급전부 또는 출력부 중에 적어도 한 곳에 적용하여, 임피던스의 커패시터 성분 및 인덕턴스 성분을 실수저항에 큰 영향을 미치지 않고 제어하여, 광대역에서의 임피던스 매칭을 좀 더 효율적으로 수행할 수 있다. 또한, 임피던스 매칭이 광대역 대역에서 이루어지므로 각 출력부의 출력 파워도 전 주파수 대역에서 일정한 값을 가질 수 있게 되어 주파수에 따라 빔 패턴 특성이 우수해 질 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 안테나의 사시도,
도 2는 도 1에서 커버가 분리된 분리 사시도,
도 3은 도 2에서 방사판의 배면을 도시한 배면도,
도 4는 안테나 위상변환장치를 도시한 정면도,
도 5는 미앤더 회로를 도시한 개략도,
도 6은 본 발명에 따른 위상변환장치의 위상변화정도를 도시한 그래프이다.
이하, 도면을 참조하여 본 발명의 다양한 실시예들에 대해서 살펴본다. 먼저, 안테나 위상변환장치에 대해서 살펴보고 이어서 상기 안테나 위상변환장치를 구비한 안테나에 대해서 살펴보기로 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 안테나 위상변환장치를 구비한 안테나(100)의 사시도이며, 도 2는 도 1에서 안테나(100)의 커버(10)가 분리된 분해사시도이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 통신용 기지국 안테나(100)는 건물 옥상 등에 설치될 수 있다. 이 경우, 상기 안테나(100)는 복수개의 방사소자(50)가 구비되는 방사판(40)과 상기 방사판(40)을 차폐하는 커버(10)를 구비할 수 있다.
상기 방사소자(50)는 전파의 송신과 수신 그리고 고주파와 저주파 신호의 방사를 위하여 구비된다. 이 경우, 안테나(100)의 설치공간을 최소화하기 위하여 상기 방사소자(50)가 일렬로 배치되도록 상하 방향 또는 좌우 방향으로 길고 얇은 박스 형태를 갖는다.
상기 안테나(100) 하부에는 각각 송신데이터 케이블과 수신데이터 케이블이 각각 인입되는 송신데이터 케이블 장착부(20) 및 수신데이터 케이블 장착부(30)가 구비될 수 있다. 안테나가 멀티 밴드를 지원하는 경우는 케이블 장착부가 더 늘어날 수 있다.
도 1에 도시된 바와 같이, 상기 안테나(100)는 전면이 커버(10)로 차폐되어 있으며, 안테나(100)를 통해 방사되는 방사빔은 후술하는 위상변환장치(200)에 의하여 제1 방사각을 갖는 방사빔(A)에서 제2 방사각을 갖는 방사빔(A')으로 방사되도록 각각의 방사소자의 출력신호의 위상이 변경될 수 있다.
한편, 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 안테나(100)는 커버(10) 내부에 복수 개의 방사소자(50)가 구비되며, 그 후방에 방사판(40)이 구비될 수 있다. 즉, 방사판(40)에 복수개의 방사소자(50)가 구비되며, 설치 공간을 줄이기 위하여 방사판(40)의 길이 방향을 따라 상기 복수개의 방사소자(50)가 일렬로 배치될 수 있다.
도 3은 방사판(40)의 배면을 도시한 배면도이다.
도 3을 참조하면, 상기 방사판(40) 배면에는 후술하는 안테나 위상변환장치(200)가 구비된다. 상기 안테나 위상변환장치(200)는 예를 들어 2개 구비될 수 있으며, 하나는 전술한 송신데이터 케이블 장착부(20)와 송신라인(60)으로 연결되어 출력신호를 분배 및/또는 위상변화를 하게 되며, 나머지 하나는 수신데이터 케이블 장착부(30)와 수신라인(62)으로 연결되어 수신신호를 수집하게 된다. 이하에서는 송신데이터 케이블 장착부(20)와 연결되어 출력신호를 분배 및/또는 위상변화시키는 안테나 위상변환장치(200)에 대해서 살펴보기로 한다.
상기 안테나 위상변환장치(200)는 상기 방사소자(50)로 출력신호를 분배하며 상기 방사소자(50) 중에 적어도 하나로 전달되는 출력신호의 위상을 변화시키게 된다. 즉, 상기 위상변환장치(200)는 급전부(230)를 통해 공급된 급전신호(또는 출력신호)를 각 방사소자(50)로 분배하는 동시에 후술하는 위상변환기(220)에 의해 각각 신호의 위상을 변경하는 역할을 수행할 수 있다. 위상변환장치(200)는 각각의 방사소자(50)에 공급되는 신호의 위상을 변경하여 안테나 전체에서 방사되는 방사빔의 방사각도를 조절할 수 있다. 여기서, 위상변환장치(200)는 각 방사소자(50)에 공급되는 신호의 위상을 변화시키기 위해 각 방사소자(50)로 신호를 급전하는 급전경로의 길이를 조절할 수 있다.
도 4는 일 실시예에 따른 위상변환장치(200)의 구성을 도시한 정면도이다. 도 4는 본 발명에 따른 안테나 위상변환장치(200)의 한가지 예를 도시한다.
도 4를 참조하면, 위상변환장치(200)는 급전부(230)와 복수개의 출력부(240, 242, 244, 246, 248)가 구비된 기판(210), 상기 급전부(230)와 상기 출력부(240, 242, 244, 246, 248)를 서로 연결시키며, 상기 출력부(240, 242, 244, 246, 248) 중에 적어도 하나로 출력되는 신호의 위상을 변화시키는 위상변환기(220) 및 상기 급전부(230) 또는 상기 출력부(240, 242, 244, 246, 248) 중에 적어도 어느 하나에 구비되는 임피던스 매칭수단을 구비할 수 있다.
기판(210)에는 적어도 하나의 급전부(230)가 구비되어 출력신호를 전달받는다. 한편, 상기 기판(210) 상에는 각각의 일단부 또는 양단부에 출력부(240, 242, 244, 246, 248)가 구비된 적어도 하나 이상의 스트립 라인(250, 252, 254)과, 일측이 상기 급전부(230)와 전기적으로 연결되며 회전 가능하게 상기 기판(210)에 장착되며, 각각의 스트립 라인(250, 252, 254)에 접촉되는 위상변환기(220)를 구비할 수 있다.
안테나 위상변환장치(200)는 급전부(230)가 구비된 기판(210) 상에 회전 가능하게 장착된 위상변환기(220)를 구비한다. 상기 위상변환기(220)는 상기 기판(210) 상에 구비된 급전부(230)에 일측이 전기적으로 연결될 수 있다.
상기 기판(210) 상에는 적어도 1 개 이상의 스트립 라인(250, 252, 254)이 구비될 수 있다. 상기 스트립 라인(250, 252, 254)은 예를 들어, 원호 형태의 영역을 포함할 수 있으며, 각각의 스트립 라인(250, 252, 254)은 상기 위상변환기(220)의 회전축(222)이 장착된 지점을 중심으로 하는 동심원 형태로 구성될 수 있으며, 각각 도체로 구성될 수 있다.
상기 스트립 라인(250, 252, 254) 양단에는 각각의 방사소자(50)와 전기적으로 연결되는 출력부(240, 242, 244, 246, 248)가 각각 구비될 수 있다. 각각의 출력부(240, 242, 244, 246, 248)는 케이블 등에 의해 각각의 방사소자(50)에 연결될 수 있다. 이 경우, 상기 복수개의 출력부(240, 242, 244, 246, 248)는 적어도 하나의 고정출력부(240)와, 적어도 한 쌍의 가변출력부(242, 244, 246, 248)를 구비할 수 있다.
예를 들어, 도 4에 도시된 안테나 위상변환장치(200)는 2개의 스트립 라인(252, 254)이 구비되어 있으며, 상기 스트립 라인(252, 254)은 양단에 각각 출력부(242, 244, 246, 248)가 구비될 수 있다. 결국, 도 4에 도시된 안테나 위상변환장치(200)의 기판(210)에는 1개의 급전부(230), 2개의 스트립 라인(252, 254)의 양단에 구비되는 4개의 출력부(242, 244, 246, 248), 상기 급전부(230)에서 바로 연결되는 하나의 출력부(240)를 포함하여, 총 5개의 출력부를 구비하는 것으로 도시된다. 즉, 급전부(230)에서 공급되는 출력신호는 위상변환기(220)를 통해 위상이 가변될 수 있는 4개의 가변출력부(242, 244, 246, 248)와 위상이 고정되는 1개의 고정출력부(240)를 구비할 수 있다.
상기 위상변환기(220)는 상기 기판(210) 상에 구비되는 급전부(230)와 각각의 스트립 라인(252, 254)을 연결하며, 나아가 스트립 라인(252, 254)의 양단의 출력부(242, 244, 246, 248)에 위상이 변화하는 출력신호를 공급하기 위하여 급전신호의 위상을 변경하는 역할을 하게 된다.
상기 위상변환기(220)는 상기 기판(210)에 회전 가능하게 장착된다. 상기 위상변환기(220)의 회전축(222)은 상기 기판의 급전부(230)와 급전스트립(250)에 의하여 연결될 수 있다. 상기 급전부(230)와 고정출력이 공급되는 고정출력부(240)는 제1 스트립(251)에 의하여 연결될 수 있다. 이 경우, 4개의 가변출력부, 즉 두 쌍의 가변출력부(242, 244, 246, 248)와 각각 연결되는 스트립 라인(252, 254)은 제2 스트립(252) 및 제3 스트립(254)으로 정의될 수 있다.
상기 위상변환기(220)는 상기 스트립 또는 스트립 라인과 동일한 재질로 구성되거나, 별도의 기판에 스트립이 구비된 상태로 구성될 수 있다. 도 4에 도시된 실시예는 상기 위상변환기(220)가 기판(210) 상에 스트립(224)이 구비된 형태로 제공됨이 도시된다.
상기 위상변환기(220)가 기판(210) 상에서 회전하는 경우에 상기 위상변환기(220)와 제2 스트립(252) 및 제3 스트립(254)의 접촉점이 달라질 수 있다. 제2 스트립(252)의 양단부에 연결되는 출력부를 제1 가변출력부(242) 및 제2 가변출력부(244)로 정의하는 경우에 위상변환기(220)의 회전에 따라 상기 제1 가변출력부(242) 및 제2 가변출력부(244)와 급전부(230)를 연결하는 급전경로가 달라지게 된다. 예를 들어, 도 4의 상태에서 위상변환기(220)가 시계방향으로 회전하게 되면 제1 가변출력부(242)와 위상변환기(220)의 접촉점까지의 거리는 제2 스트립(252)를 따라 늘어나게 된다. 반면에 제2 가변출력부(244)와 위상변환기(220)의 접촉점까지의 거리는 제2 스트립(252)을 따라 줄어들게 된다. 이에 의해 급전부(230)와 각 출력부(242, 244)까지의 급전경로를 변화시켜 출력신호의 위상을 변화시킬 수 있게 된다. 이러한 위상변화의 동작은 제3 스트립(254)에도 유사하게 적용될 수 있으며 반복적인 설명은 생략한다. 상기와 같은 위상변환기(220)의 회전 운동은 수동으로 이루어질 수 있으나, 수동 조작은 매우 불편함을 수반한다. 따라서, 소정의 구동원을 구비하여 자동으로 수행되는 것이 바람직하다.
한편, 최근에는 다양한 주파수 대역을 커버할 수 있는 광대역 안테나가 개발되고 있으며, 이러한 광대역 서비스를 위해서는 전술한 방사소자(50)와 위상변환장치(200)의 주파수 특성, 즉 임피던스를 적절하게 매칭시키는 것이 필요하다. 이를 위하여, 본 실시예에 따른 안테나 위상변환장치(200)는 임피던스 매칭을 위하여 상기 급전부(230) 또는 상기 출력부(240, 242, 244, 246, 248) 중에 적어도 어느 하나에 구비되는 임피던스 매칭수단을 구비할 수 있다.
상기 임피던스 매칭수단은 다양하게 적용될 수 있으며, 종래의 임피던스 매칭기법은 다음과 같다.
일반적으로 임피던스(impedence)는 실수 성분과 허수 성분으로 구성될 수 있다. 이 경우, 입력되는 신호 전송라인의 임피던스와 매칭을 위해 종래에는 λ/4 트랜스포머(transformer) 기술을 많이 사용한다. λ/4 트랜스포머(π/2)를 사용하게 되면 위상과 관련된 커패시터(capacitor) 성분과 인덕턴스(inductance) 성분을 제거할 수 있다. 따라서, 임피던스 구성에서 실수 저항 성분만 고려하면 되므로 임피던스 매칭이 매우 용이해진다. 여기서, 상기 실수 저항 성분은 전송라인의 폭과 두께, 그리고 기판의 유전율 등을 고려하여 설계가 가능하다.
그런데, 종래의 λ/4 트랜스포머 기법은 특정 주파주, 즉 특정 파장(λ)에만 적용되는 기법이므로 광대역으로 갈수록 커패시터 및 인덕턴스 성분이 증가하여 임피던스 매칭이 틀어지는 한계가 존재한다. 이 경우 커패시터와 인덕턴스 성분을 적절히 조절하기 위해 병렬 스터브와 같은 기법이 적용될 수 있지만, 상기 커패시터와 인덕턴스 성분 이외에 실수 저항(R) 값도 동시에 변하여 임피던스 매칭에 어려움이 발행하게 된다. 따라서, 본 발명에 따른 위상변환장치(200)는 임피던스 매칭 수단으로 미앤더(meander) 회로(300)를 적용하고자 한다.
도 4는 미앤더 회로(300)의 일예를 도시한 도면이다.
도 4를 참조하면, 상기 미앤더 회로(300)는 다수의 스터브 라인(310)과 상기 스터브 라인(310)을 서로 연결하는 연결라인(320)을 구비할 수 있다. 상기와 같은 구성을 가지는 미앤더 회로(300)에서 스터브 라인(310)의 길이는 인덕턴스 성분을 좌우하며, 스터브 라인(310) 사이의 간격(즉, 연결라인(320)의 길이)는 커패시터 성분을 좌우하게 된다. 결국, 미앤더 회로(300)를 구비하게 되면, 스터브 라인(310)의 길이와, 스터브 라인(310) 사이의 간격을 조절하여 임피던스에서 커패시터 성분과 인덕턴스 성분을 설계자가 제어할 수 있게 된다. 이에 따라, 임피던스 매칭을 하는 경우에 실수 저항 성분이 크게 영향을 받지 않게 되어 임피던스 매칭이 원활하다는 장점을 가지게 된다. 즉 신호의 위상변화에 따른 기울기가 완만해져 보다 넓은 주파수 대역에서 원하는 임피던스 값을 유지할 수 있게 된다.
도 6은 미앤더 회로를 구비한 위상변환장치의 위상변화정도를 도시한 그래프이다. 도 6에서 가로축은 주파수를 도시하며, 세로축은 위상변화를 도시한다.
도 6을 참조하면, 미앤더 회로를 구비하지 않은 경우에 위상변화의 기울기에 비하여 미앤더 회로를 구비한 경우의 위상변화의 기울기가 더 완만한 것을 알 수 있다. 이는 종래에 비하여 더 넓은 범위의 주파수 대역에서 원하는 임피던스를 만족시킬 수 있다는 것을 의미하며, 이에 따라 임피던스 매칭이 보다 원활하게 이루어질 수 있다.
도 4를 다시 참조하면, 본 실시예에서 상기 미앤더 회로(300)는 복수개의 출력부(240, 242, 244, 246, 248) 중에 어느 하나에 구비될 수 있다. 예를 들어, 미앤더 회로(300)는 복수개의 출력부(240, 242, 244, 246, 248)에 많이 구비될수록 커버할 수 있는 주파수 대역이 증가하여 임피던스 매칭이 용이해 진다. 그런데, 미앤더 회로(300)가 증가하는 경우에 개별 안테나(100)의 크기가 커지게 되므로 안테나(100)의 설치면적 및 활용성에 있어서 불리하다. 따라서, 본 실시예에서 상기 미앤더 회로(300)는 복수개의 출력부(240, 242, 244, 246, 248) 중에 가장 큰 급전파워를 가지는 출력부(240)에 구비될 수 있다. 여기서, 가장 큰 급전파워를 가지는 출력부는 급전부(230)와 가장 짧은 급전경로를 가지는 출력부(240)로 정의될 수 있다. 즉, 상기 미앤더 회로(300)는 급전부(230)와 가장 짧은 급전경로를 가지는 출력부(240)에 구비될 수 있다.
예를 들어, 상기 복수개의 출력부(240, 242, 244, 246, 248)가 적어도 하나의 고정출력부(240)와, 적어도 한 쌍의 가변출력부(242, 244, 246, 248)를 구비하는 경우에 상기 미앤더 회로(300)는 상기 고정출력부(240)에 구비될 수 있다. 일반적으로 고정출력부(240)가 급전부(230)와의 급전거리가 가장 짧기 때문이다.
한편, 도 2와 같이 방사소자(50)를 복수개 구비하는 경우에 일반적으로 제일 중앙부에 위치한 방사소자(50A)에 가장 큰 급전파워가 공급될 수 있다. 즉, 중앙부에 위치한 방사소자(50A)와 급전부(230) 사이의 급전경로가 가장 짧도록 구성될 수 있다. 따라서, 상기 미앤더 회로(300)는 상기 복수개의 방사소자 중에 중앙부에 위치한 방사소자(50A)와 연결되는 출력부에 구비될 수 있다.
본 발명에 따르면 전기적 가변 틸팅 안테나의 핵심부품인 위상변환장치의 주파수 특성을 확보하기 위하여 미앤더 회로를 상기 위상변환장치의 급전부 또는 출력부 중에 적어도 한 곳에 적용하여, 임피던스의 커패시터 성분 및 인덕턴스 성분을 실수저항에 큰 영향을 미치지 않고 제어하여, 광대역에서의 임피던스 매칭을 좀 더 효율적으로 수행할 수 있다. 또한, 임피던스 매칭이 광대역 대역에서 이루어지므로 각 출력부의 출력 파워도 전 주파수 대역에서 일정한 값을 가질 수 있게 되어 주파수에 따라 빔 패턴 특성이 우수해 질 수 있다.
본 명세서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술분야의 당업자는 이하에서 서술하는 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경 실시할 수 있을 것이다. 그러므로 변형된 실시가 기본적으로 본 발명의 특허청구범위의 구성요소를 포함한다면 모두 본 발명의 기술적 범주에 포함된다고 보아야 한다.
10...커버 20...송신데이터 케이블 장착부
30...수신데이터 케이블 장착부 40...방사판
50...방사소자 200...안테나 위상변환장치
220...위상변환기 222...회전축
230...급전부 240...고정출력부
242, 244, 246, 248...가변출력부
300...미앤더회로

Claims (13)

  1. 급전부와 복수개의 출력부가 구비된 기판;
    상기 급전부와 상기 출력부를 서로 연결시키며, 상기 출력부 중에 적어도 하나로 출력되는 신호의 위상을 변화시키는 위상변환기; 및
    상기 급전부 또는 상기 출력부 중에 적어도 어느 하나에 구비되는 임피던스 매칭수단;을 구비하는 것을 특징으로 하는 안테나 위상변환장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 임피던스 매칭수단은 미앤더 회로로 이루어진 것을 특징으로 하는 안테나 위상변환장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 미앤더 회로는 상기 복수개의 출력부 중에 어느 하나에 구비되는 것을 특징으로 하는 안테나 위상변환장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 미앤더 회로는 상기 복수개의 출력부 중에 가장 큰 급전파워를 가지는 출력부에 구비되는 것을 특징으로 하는 안테나 위상변환장치.
  5. 제3항에 있어서,
    상기 미앤더 회로는 상기 급전부와 가장 짧은 급전경로를 가지는 출력부에 구비되는 것을 특징으로 하는 안테나 위상변환장치.
  6. 제3항에 있어서,
    상기 복수개의 출력부는
    적어도 하나의 고정출력부와, 적어도 한 쌍의 가변출력부를 구비하고,
    상기 미앤더 회로는 상기 고정출력부에 구비되는 것을 특징으로 하는 안테나 위상변환장치.
  7. 복수개의 방사소자;
    상기 방사소자로 출력신호를 분배하며 상기 방사소자 중에 적어도 하나로 전달되는 출력신호의 위상을 변화시키는 안테나 위상변환장치;를 구비하고,
    상기 위상변환장치는 급전부와 복수개의 출력부가 구비된 기판, 상기 급전부와 상기 출력부를 서로 연결시키며, 상기 출력부 중에 적어도 하나로 출력되는 신호의 위상을 변화시키는 위상변환기 및 상기 급전부 또는 상기 출력부 중에 적어도 어느 하나에 구비되는 임피던스 매칭수단을 구비하는 것을 특징으로 하는 안테나.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 임피던스 매칭수단은 미앤더 회로로 이루어진 것을 특징으로 하는 안테나.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 미앤더 회로는 상기 복수개의 출력부 중에 어느 하나에 구비되는 것을 특징으로 하는 안테나.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 미앤더 회로는 상기 복수개의 출력부 중에 가장 큰 급전파워를 가지는 출력부에 구비되는 것을 특징으로 하는 안테나.
  11. 제9항에 있어서,
    상기 미앤더 회로는 상기 급전부와 가장 짧은 급전경로를 가지는 출력부에 구비되는 것을 특징으로 하는 안테나.
  12. 제9항에 있어서,
    상기 미앤더 회로는 상기 복수개의 방사소자 중에 중앙부에 위치한 방사소자와 연결되는 출력부에 구비되는 것을 특징으로 하는 안테나.
  13. 제9항에 있어서,
    상기 복수개의 출력부는
    적어도 하나의 고정출력부와, 적어도 한 쌍의 가변출력부를 구비하고,
    상기 미앤더 회로는 상기 고정출력부에 구비되는 것을 특징으로 하는 안테나.

KR1020130020971A 2013-02-27 2013-02-27 안테나 위상변환장치 및 이를 구비한 안테나 KR20140108412A (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020130020971A KR20140108412A (ko) 2013-02-27 2013-02-27 안테나 위상변환장치 및 이를 구비한 안테나

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020130020971A KR20140108412A (ko) 2013-02-27 2013-02-27 안테나 위상변환장치 및 이를 구비한 안테나

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20140108412A true KR20140108412A (ko) 2014-09-11

Family

ID=51755534

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020130020971A KR20140108412A (ko) 2013-02-27 2013-02-27 안테나 위상변환장치 및 이를 구비한 안테나

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR20140108412A (ko)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102016090B1 (ko) * 2018-08-28 2019-08-30 주식회사 에이치에스에이디씨 기생 패치를 포함하는 아크형 위상 가변기
KR102017499B1 (ko) * 2018-08-28 2019-09-03 주식회사 에이치에스에이디씨 이동통신 안테나용 아크형 위상 가변기
KR102209811B1 (ko) * 2020-09-17 2021-01-29 세종대학교산학협력단 위상회전을 통한 신호 샘플 확장 방법 및 그 방법을 적용한 라이다 시스템

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102016090B1 (ko) * 2018-08-28 2019-08-30 주식회사 에이치에스에이디씨 기생 패치를 포함하는 아크형 위상 가변기
KR102017499B1 (ko) * 2018-08-28 2019-09-03 주식회사 에이치에스에이디씨 이동통신 안테나용 아크형 위상 가변기
KR102209811B1 (ko) * 2020-09-17 2021-01-29 세종대학교산학협력단 위상회전을 통한 신호 샘플 확장 방법 및 그 방법을 적용한 라이다 시스템

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN107210541B (zh) 移动基站天线
TWI491107B (zh) 電調天線及射頻裝置
US5917455A (en) Electrically variable beam tilt antenna
CN1747232B (zh) 多波束天线
JP2020510365A (ja) モバイル端末のアンテナおよびモバイル端末
CN112018494B (zh) 一种天线及移动终端
JP2011517218A (ja) 広帯域の高利得誘電体ノッチ・ラジエータ・アンテナ
AU7245100A (en) A way of making a correction on the radiation pattern for a inear antenna
US10797408B1 (en) Antenna structure and method for manufacturing the same
JP2006166262A (ja) 無線機用アンテナ装置及びそれを備えた携帯無線機
CA2612084C (en) Wideband structural antenna operating in the hf range, particularly for naval installations
JP3325007B2 (ja) アレーアンテナ給電装置
KR101600441B1 (ko) 다중경로에 의한 광대역 이중편파 다이폴 안테나
KR20140108412A (ko) 안테나 위상변환장치 및 이를 구비한 안테나
JP2017536773A (ja) 移動通信システム用小型アンテナ装置
CN102306872B (zh) 电调天线对称多路功分移相器
CN109546320B (zh) 一种手持终端全向圆极化天线
KR20140073931A (ko) 빔형성 방법 및 장치
US20220166139A1 (en) Phase shifter module arrangement for use in a mobile communications antenna
JPH07336133A (ja) アンテナ装置
CN108598707B (zh) 一种移相器开关
KR20150005305A (ko) 안테나 위상변환장치 및 이를 구비한 안테나
JP2020098999A (ja) アンテナ装置および無線端末
CN113161701A (zh) 移相器及基站天线
JP2007006062A (ja) 無指向性アンテナ

Legal Events

Date Code Title Description
WITN Withdrawal due to no request for examination